वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत: प्रौद्योगिकी अवलोकन

परिचय

संपूर्ण आधुनिक विश्व अर्थव्यवस्था डायनासोर के समय में संचित धन पर निर्भर करती है: तेल, गैस, कोयला और अन्य जीवाश्म ईंधन। हमारे जीवन की अधिकांश गतिविधियाँ, मेट्रो की सवारी से लेकर रसोई में केतली को गर्म करने तक, अंततः इस प्रागैतिहासिक विरासत को जलाने की आवश्यकता होती है। मुख्य समस्या यह है कि ये आसानी से उपलब्ध ऊर्जा संसाधन नवीकरणीय नहीं हैं। देर-सबेर, मानवता पृथ्वी की आंतों से सारा तेल निकाल देगी, सारी गैस जला देगी और सारा कोयला खोद देगी। तब हम चायदानी को गर्म करने के लिए क्या उपयोग करेंगे?

हमें ईंधन के दहन के नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव के बारे में भी नहीं भूलना चाहिए। वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की मात्रा में वृद्धि से पूरे ग्रह में औसत तापमान में वृद्धि होती है। ईंधन दहन उत्पाद प्रदूषित हवा। बड़े शहरों के निवासी इसे विशेष रूप से अच्छी तरह महसूस करते हैं।

हम सभी भविष्य के बारे में सोचते हैं, भले ही यह भविष्य हमारे साथ न आए। वैश्विक समुदाय ने लंबे समय से जीवाश्म ईंधन की सीमाओं को मान्यता दी है। और पर्यावरण पर उनके उपयोग का नकारात्मक प्रभाव। अग्रणी राज्य पहले से ही पर्यावरण के अनुकूल और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों में क्रमिक परिवर्तन के लिए कार्यक्रम लागू कर रहे हैं।

पूरी दुनिया में, मानवता खोज रही है और धीरे-धीरे जीवाश्म ईंधन के प्रतिस्थापन की शुरुआत कर रही है। सौर, पवन, ज्वार, भूतापीय और जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र पूरी दुनिया में लंबे समय से काम कर रहे हैं। ऐसा प्रतीत होता है कि अभी हमें मानव जाति की सभी जरूरतों को उनकी सहायता से प्रदान करने से क्या रोकता है?

वास्तव में, वैकल्पिक ऊर्जा में कई समस्याएं हैं। उदाहरण के लिए, ऊर्जा संसाधनों के भौगोलिक वितरण की समस्या।पवन फार्म केवल उन क्षेत्रों में बनाए जाते हैं जहां तेज हवाएं अक्सर चलती हैं, सौर - जहां कम से कम बादल वाले दिन होते हैं, पनबिजली संयंत्र - बड़ी नदियों पर। बेशक तेल भी हर जगह उपलब्ध नहीं है, लेकिन इसे पहुंचाना ज्यादा आसान है।

वैकल्पिक ऊर्जा की दूसरी समस्या अस्थिरता है। पवन खेतों में, पीढ़ी हवा पर निर्भर करती है, जो लगातार गति बदलती है या पूरी तरह से रुक जाती है। बादल के मौसम में सौर ऊर्जा संयंत्र ठीक से काम नहीं करते हैं और रात में बिल्कुल भी काम नहीं करते हैं।

न तो हवा और न ही सूरज ऊर्जा उपभोक्ताओं की जरूरतों को ध्यान में रखते हैं। इसी समय, एक थर्मल या परमाणु ऊर्जा संयंत्र का ऊर्जा उत्पादन स्थिर और आसानी से नियंत्रित होता है। इस समस्या का समाधान केवल कम उत्पादन की स्थिति में भंडार बनाने के लिए विशाल ऊर्जा भंडारण सुविधाओं का निर्माण हो सकता है। हालाँकि, यह पूरे सिस्टम की लागत को बहुत बढ़ा देता है।

इन और कई अन्य कठिनाइयों के कारण, दुनिया में वैकल्पिक ऊर्जा का विकास धीमा हो रहा है। जीवाश्म ईंधन को जलाना अभी भी आसान और सस्ता है।

हालांकि, अगर वैश्विक अर्थव्यवस्था के पैमाने पर वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत अधिक लाभ प्रदान नहीं करते हैं, तो एक व्यक्तिगत घर के ढांचे के भीतर वे बहुत आकर्षक हो सकते हैं। पहले से ही, कई बिजली, गर्मी और गैस के लिए टैरिफ में लगातार वृद्धि महसूस करते हैं। हर साल, ऊर्जा कंपनियां आम लोगों की जेब में गहरी होती जाती हैं।

अंतर्राष्ट्रीय उद्यम कोष I2BF के विशेषज्ञों ने अक्षय ऊर्जा बाजार का पहला अवलोकन प्रस्तुत किया। उनके पूर्वानुमानों के अनुसार, 5-10 वर्षों में, वैकल्पिक ऊर्जा प्रौद्योगिकियां अधिक प्रतिस्पर्धी हो जाएंगी और व्यापक हो जाएंगी। वैकल्पिक और पारंपरिक ऊर्जा की लागत में अंतर पहले से ही तेजी से कम हो रहा है।

ऊर्जा लागत उस कीमत को संदर्भित करती है जो एक वैकल्पिक ऊर्जा उत्पादक परियोजना के जीवन पर अपने पूंजीगत व्यय की क्षतिपूर्ति करने के लिए प्राप्त करना चाहता है और निवेशित पूंजी पर 10% की वापसी प्रदान करता है। इस कीमत में ऋण वित्तपोषण की लागत भी शामिल होगी, क्योंकि अधिकांश का अत्यधिक लाभ उठाया जाता है।

दिया गया ग्राफ 2011 की दूसरी तिमाही में विभिन्न प्रकार की वैकल्पिक और पारंपरिक ऊर्जा के आकलन को दर्शाता है (चित्र 1)।

चावल। एक।	विभिन्न प्रकार की वैकल्पिक और पारंपरिक ऊर्जा का आकलन

उपरोक्त आंकड़ों के अनुसार, भू-तापीय ऊर्जा, साथ ही कचरा और लैंडफिल गैस जलाने से उत्पन्न ऊर्जा की सभी प्रकार की वैकल्पिक ऊर्जा की लागत सबसे कम है। वास्तव में, वे पहले से ही पारंपरिक ऊर्जा के साथ सीधे प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं, लेकिन उनके लिए सीमित कारक सीमित स्थान हैं जहां इन परियोजनाओं को लागू किया जा सकता है।

जो लोग बिजली इंजीनियरों की सनक से आजादी हासिल करना चाहते हैं, जो वैकल्पिक ऊर्जा के विकास में योगदान देना चाहते हैं, जो सिर्फ ऊर्जा की थोड़ी बचत करना चाहते हैं, यह किताब लिखी गई है।

किताब से वी। जर्मनोविच, ए। ट्यूरिलिन "वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत। हवा, सूरज, पानी, पृथ्वी, बायोमास ऊर्जा के उपयोग के लिए व्यावहारिक डिजाइन।

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क्या वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों का कोई भविष्य है?

अक्षय ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोत काफी दिलचस्प और आशाजनक दिशा है। उदाहरण के लिए, हवा से पानी पैदा करने के कई प्रभावी तरीके हैं। सच है, यहां जनरेटर का उपयोग करना आवश्यक है।क्या इन समस्याओं के समाधान के लिए और तरीकों में सुधार के लिए नए तरीके खोजे जाएंगे, यह तो समय ही बताएगा।

क्या संसाधनों का बुद्धिमानी से उपयोग करना संभव होगा, यह एक बड़ा प्रश्न है

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वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के प्रकार।

पवन, सूर्य, जल, जैव ईंधन, पृथ्वी की ऊष्मा की ऊर्जा अपेक्षाकृत अटूट और नवीकरणीय है। वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के लाभ निर्विवाद हैं क्योंकि वे प्राकृतिक संसाधनों का संरक्षण करते हैं। इसके अलावा, वे पर्यावरण सुरक्षा आवश्यकताओं के साथ बहुत अधिक सुसंगत हैं।

पवन ऊर्जा।

पवन ऊर्जा का उपयोग करने का सिद्धांत गतिज ऊर्जा को विद्युत, थर्मल, यांत्रिक में परिवर्तित करना है। पवन जनरेटर का उपयोग विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। उनके पास विभिन्न तकनीकी पैरामीटर, आकार, डिज़ाइन, रोटेशन के क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर अक्ष हो सकते हैं। समुद्री परिवहन में पवन ऊर्जा के उपयोग का एक उत्कृष्ट उदाहरण पाल हैं, और एक पवनचक्की यांत्रिक ऊर्जा में रूपांतरण है।

ब्लेड का व्यास और उनके स्थान की ऊंचाई पवन जनरेटर की शक्ति निर्धारित करती है। 3 m/s की हवा की ताकत पर, जनरेटर करंट उत्पन्न करना शुरू कर देता है और अपने अधिकतम मान 15 m/s पर पहुँच जाता है। 25 मीटर/सेकेंड से ऊपर पवन बल महत्वपूर्ण है - जनरेटर बंद है।

सौर ऊर्जा सूर्य की देन है।

ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोत के रूप में सौर ऊर्जा हमारे ग्रह पर सूर्य के जीवनदायी मिशन की एक स्वाभाविक निरंतरता है। लेकिन जबकि मानवता ने इसका सीधे इस्तेमाल करना नहीं सीखा है।वर्तमान में, सौर पैनलों का उपयोग सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के रूप में किया जाता है, और सौर कलेक्टरों का उपयोग तापीय ऊर्जा के लिए किया जाता है। इसके अलावा, कुछ मामलों में, दो प्रकार के संयोजन का उपयोग किया जाता है।

सौर प्रौद्योगिकी में सूर्य की किरणों के साथ सतह को गर्म करने और गर्म पानी की आपूर्ति, गर्म करने या भाप बिजली जनरेटर में उपयोग के लिए गर्म पानी का उपयोग शामिल है। सौर ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए सौर संग्राहकों का उपयोग किया जाता है। उनका आम शक्ति निर्भर करती है सौर या थर्मल स्टेशन की प्रणाली में शामिल व्यक्तिगत उपकरणों की संख्या और शक्ति।

सौर पैनलों में विभाजित हैं:

• सिलिकॉन
• पतली परत

सिलिकॉन क्रिस्टल का उपयोग करने वाली बैटरी वर्तमान में सबसे अधिक मांग में हैं, और फिल्म वाले सबसे सुविधाजनक हैं। निजी घर के लिए सिलिकॉन पैनल सबसे अच्छे विकल्पों में से एक हैं।

जल विद्युत जल की शक्ति का उपयोग है।

पनबिजली संयंत्रों में टर्बाइनों के संचालन का सिद्धांत एक हाइड्रोटरबाइन के ब्लेड पर पानी के बल का प्रभाव है, जो बिजली उत्पन्न करता है। कभी-कभी केवल उन्हीं हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशनों को वैकल्पिक प्रकार की ऊर्जा के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जहां शक्तिशाली बांधों का उपयोग नहीं किया जाता है, और वर्तमान का उत्पादन पानी के प्राकृतिक प्रवाह के प्रभाव में होता है। यह प्राकृतिक नदी के परिदृश्य पर शक्तिशाली जल विद्युत संयंत्रों के महत्वपूर्ण नकारात्मक प्रभाव, उनकी उथली और विनाशकारी बाढ़ के कारण है।

पर्यावरणविद समुद्र और महासागरीय ज्वार की प्राकृतिक ऊर्जा के उपयोग पर आपत्ति नहीं करते हैं। इस मामले में गतिज ऊर्जा का विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण विशेष ज्वारीय स्टेशनों पर होता है।

भूतापीय ऊर्जा पृथ्वी की ऊष्मा है।

पृथ्वी की सतह न केवल उन जगहों पर गर्मी विकीर्ण करती है जहां गर्म भूकंपीय स्रोत निकलते हैं, उदाहरण के लिए, कामचटका में, बल्कि ग्रह के लगभग सभी क्षेत्रों में भी। पृथ्वी की ऊष्मा निकालने के लिए विशेष ऊष्मा पम्पों का उपयोग किया जाता है, और फिर इसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है या ऊष्मा के रूप में उपयोग किया जाता है। प्रतिष्ठानों के संचालन का सिद्धांत थर्मोडायनामिक्स के नियमों और तरल पदार्थ और गैसों के व्यवहार के भौतिक नियमों पर आधारित है, विशेष रूप से फ़्रीऑन में।

पंप का डिज़ाइन प्रकार ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत को निर्धारित करता है, जैसे मिट्टी-वायु या मिट्टी-पानी।

जैव ईंधन।

जैव ईंधन प्राप्त करने का सिद्धांत विशेष प्रतिष्ठानों का उपयोग करके जैविक उत्पादों के प्रसंस्करण पर आधारित है। प्रसंस्करण के दौरान, थर्मल या विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है। जैव ईंधन तरल, ठोस या गैसीय हो सकता है। ठोस, उदाहरण के लिए, ईंधन ब्रिकेट, तरल - बायोएथेनॉल, गैसीय - बायोगैस शामिल हैं। इसकी किस्मों में लैंडफिल गैस शामिल है, जो लैंडफिल में बनती है। पुराने लैंडफिल से बायोगैस का उपयोग अपशिष्ट पुनर्चक्रण की समस्याओं को हल करने में मदद करता है।

वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत: यह क्या है और इसकी आवश्यकता क्यों है

आज तक, ऊर्जा बिजली उत्पादन के सुविकसित और सिद्ध तरीकों पर आधारित है। वे प्रसिद्ध परमाणु, विद्युत और पनबिजली स्टेशन हैं। वे सभी हमारे ग्रह के संसाधनों के उपयोग के साथ काम करते हैं, जो जल्दी या बाद में समाप्त हो जाएंगे, या ऐसी प्रतिक्रियाएं शामिल होंगी जो अपूरणीय क्षति का कारण बन सकती हैं।

2017 में, इन संसाधनों के उपयोग का प्रतिशत निम्नानुसार वितरित किया गया था:

• 39.3% - कोयला;
• 22.9% - प्राकृतिक गैस;
• 16% - पानी;
• 10.6% - परमाणु ऊर्जा;
• 4.1% - तेल।

आज, यह आशाजनक क्षेत्र आसपास की दुनिया में ऐसे पदार्थों और प्रक्रियाओं की खोज कर रहा है जो सक्षम हैं:

• अपने संसाधन को नवीनीकृत करें (अर्थात अटूट हो);
• गुणवत्ता के मामले में पारंपरिक लोगों के लिए एक पूर्ण प्रतिस्थापन का प्रतिनिधित्व करते हैं;
• किफायती हो;
• पर्यावरण को नुकसान न पहुंचाएं।

पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों में क्या गलत है?

मानव जाति के लिए आवश्यक ऊर्जा के उत्पादन में कोयला, तेल और गैस ने अभी तक अपने लिए एक पूर्ण प्रतिस्थापन नहीं पाया है। हालांकि, उनके स्टॉक सीमित हैं और वसूली योग्य नहीं हैं।

उदाहरण के लिए, हमारी पृथ्वी ने तेल और गैस बनाने के लिए 350 मिलियन वर्ष तक का समय बिताया, और हमने उनके संसाधन को बहुत तेज गति से समाप्त कर दिया।

2010 में ग्रह पर लगभग 90% ऊर्जा का उत्पादन पौधों या जानवरों के कच्चे माल से जीवाश्म और जैव ईंधन को जलाने से हुआ था। और 2040 तक ऐसे उत्पादन का हिस्सा 80% से नीचे नहीं गिरेगा। इसी समय, ऊर्जा की खपत बढ़ रही है: 40 वें वर्ष तक - 56% तक।

2012 में वापस, वैज्ञानिकों ने संकेत दिया: ग्रह पर पूरी गैस आपूर्ति 2052 तक समाप्त हो जाएगी, और तेल थोड़ी देर तक चलेगा - 2060 तक। यानी हमारे बच्चे पहले से ही उस समय को पकड़ सकते हैं जब एक तेल टैंकर या गैस पाइपलाइन उपयोगी नहीं होगी, और जंगलों को काट दिया जाएगा।

दहन उत्पादों और परमाणु ऊर्जा उत्पादन से जुड़े वातावरण में हानिकारक उत्सर्जन ओजोन अवक्षय और ग्लोबल वार्मिंग कंडक्टर हैं।

इस प्रकार, संपूर्ण आधुनिक सभ्यता, चाहे राजनेता और तेल उत्पादक इसे कैसे भी खारिज कर दें, एक वैश्विक प्रश्न का सामना करना पड़ रहा है - पर्यावरण को संरक्षित करते हुए ऊर्जा का कौन सा स्रोत पारंपरिक लोगों की जगह लेगा।

थर्मल पावर उद्योग

रूस में सबसे आम ऊर्जा क्षेत्र। देश में थर्मल पावर प्लांट कोयले, गैस, तेल उत्पादों, शेल जमा और पीट का उपयोग फीडस्टॉक के रूप में 1,000 मेगावाट से अधिक का उत्पादन करते हैं।उत्पन्न प्राथमिक ऊर्जा को आगे बिजली में परिवर्तित किया जाता है। तकनीकी रूप से, ऐसे स्टेशनों के बहुत सारे फायदे हैं, जो उनकी लोकप्रियता को निर्धारित करते हैं। इनमें परिचालन स्थितियों की अनदेखी और वर्कफ़्लो के तकनीकी संगठन में आसानी शामिल है।

कंडेनसिंग सुविधाओं और संयुक्त ताप और बिजली संयंत्रों के रूप में थर्मल पावर सुविधाएं सीधे उन क्षेत्रों में बनाई जा सकती हैं जहां उपभोज्य संसाधन निकाला जाता है या जहां उपभोक्ता स्थित है। मौसमी उतार-चढ़ाव स्टेशनों की स्थिरता को प्रभावित नहीं करते हैं, जो ऐसे ऊर्जा स्रोतों को विश्वसनीय बनाता है। लेकिन ताप विद्युत संयंत्रों के नुकसान भी हैं, जिनमें संपूर्ण ईंधन संसाधनों का उपयोग, पर्यावरण प्रदूषण, बड़ी मात्रा में श्रम संसाधनों को जोड़ने की आवश्यकता आदि शामिल हैं।

क्या चुनें: अक्षय ऊर्जा स्रोत या परमाणु ऊर्जा?

ऐतिहासिक रूप से, परमाणु, कोयला और जल विद्युत ऊर्जा के बड़े स्रोत रहे हैं

इसलिए, इस तथ्य को ध्यान में नहीं रखते हुए कि दुनिया के कई देश अक्षय ऊर्जा क्षेत्र के विकास में निकटता से लगे हुए हैं, रूसी संघ के नेतृत्व ने 2020 की शुरुआत तक नवीकरणीय ऊर्जा से केवल 4.5% ऊर्जा प्राप्त करने की योजना बनाई है, यह महसूस करते हुए कि हाइड्रोकार्बन भंडार असीमित नहीं हैं

रूसी सरकार प्लूटोनियम और संलयन ऊर्जा से दीर्घकालिक ऊर्जा उत्पादन पर भरोसा कर रही है; ऊर्जा के ऐसे स्रोत पूरी तरह से खोजे नहीं गए हैं और मानवता के लिए एक वास्तविक खतरा पैदा करते हैं। यह सभी परमाणु ऊर्जा के विकास और अनुप्रयोग पर लागू होता है।

2007 में फ्रांस में परमाणु ऊर्जा में और अधिक शोध के उद्देश्य से, अंतरराष्ट्रीय महत्व के एक प्रयोगात्मक थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर का निर्माण शुरू किया गया था।

इस परियोजना की स्थापना रूस सहित कई देशों के एक समूह ने की थी।इस तरह की परियोजना बनाने का मुख्य उद्देश्य थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन से प्राप्त ऊर्जा के संभावित व्यावसायिक उपयोग को विद्युत ऊर्जा के स्रोत के रूप में साबित करना था। इस समस्या का समाधान अभी तक नहीं खोजा जा सका है।

थर्मोन्यूक्लियर प्रक्रियाओं के अध्ययन में शामिल वैज्ञानिकों की गणना के अनुसार, 2100 तक उनसे प्राप्त ऊर्जा की मात्रा 100 GW के बार से अधिक नहीं हो पाएगी, जो बिजली पैदा करने से जुड़ी मानव जाति की समस्याओं को हल करने का एक कम संकेतक है। . एक उदाहरण के रूप में, हम इस तथ्य को ले सकते हैं कि आधुनिक विश्व बिजली संयंत्र 4000 GW बिजली प्रदान करते हैं।

बिजली प्राप्त करने की समस्या को हल करने का एकमात्र तरीका मानव जाति का नवीकरणीय ऊर्जा के स्रोतों में संक्रमण है जो बिजली बचाने में योगदान करने वाली प्रौद्योगिकियों के समानांतर उपयोग के साथ है। इस तरह के संक्रमण का लाभ ग्रह की जलवायु का संरक्षण होगा। इस प्रक्रिया को शुरू करने के लिए सभी आवश्यक वित्त उपलब्ध हैं।

आधुनिक रूस में वैकल्पिक ऊर्जा

पिछले वर्षों की तुलना में, रूस में वैकल्पिक ऊर्जा तेजी से विकसित हो रही है, लेकिन प्रमुख नहीं है। आज, देश में अधिकांश ऊर्जा पारंपरिक स्रोतों का उपयोग करके उत्पादित की जाती है।

सौर ऊर्जा संयंत्र

उरल्स में सौर ऊर्जा संयंत्र

देश के दक्षिणी क्षेत्रों के साथ-साथ पश्चिमी, पूर्वी साइबेरिया और सुदूर पूर्व में सौर ऊर्जा के उत्पादन की क्षमता है। रूस में, यह सूर्य से ऊर्जा निकालने का वादा कर रहा है, इसलिए इस दिशा में परियोजनाओं को राज्य का समर्थन प्राप्त है।

जल और ज्वारीय बिजली संयंत्र

रूस बिजली पैदा करने के लिए पानी की क्षमता का सक्रिय रूप से उपयोग कर रहा है: 2017 तक, देश में 1000 मेगावाट से अधिक की क्षमता वाले 15 बिजली संयंत्र हैं, और कम क्षमता वाले सैकड़ों स्टेशन भी हैं। एक हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन द्वारा उत्पन्न ऊर्जा की लागत एक थर्मल पावर प्लांट द्वारा उत्पन्न ऊर्जा की आधी होती है।

ज्वारीय स्टेशनों को बड़े वित्त की आवश्यकता होती है, इसलिए रूसी संघ में इस दिशा का विकास नहीं होता है। वैज्ञानिकों के पूर्वानुमान के अनुसार, टीपीपी रूस में उत्पादित बिजली का पांचवां हिस्सा बना सकते हैं।

पवन टरबाइन

कम हवा की गति के कारण रूस में रोटेशन के क्षैतिज अक्ष के साथ जनरेटर स्थापित करना असंभव है। हालांकि, रोटेशन के एक ऊर्ध्वाधर अक्ष के साथ संरचनाओं का अक्सर उपयोग किया जाता है।

उल्यानोवस्क क्षेत्र में पवन ऊर्जा संयंत्र

2018 तक, रूस में पवन टर्बाइनों की कुल क्षमता 134 मेगावाट थी। उल्यानोवस्क क्षेत्र में सबसे बड़ा बिजली संयंत्र (क्षमता - 35 मेगावाट)।

भूतापीय स्टेशन

रूस में 5 भूतापीय बिजली संयंत्र हैं, जिनमें से तीन कामचटका में स्थित हैं। 2016 के आंकड़ों के अनुसार, जियोपीपी इस प्रायद्वीप पर खपत होने वाली बिजली का 40% उत्पन्न करता है।

जैव ईंधन आवेदन

रूस में ईंधन उत्पादन भी आयोजित किया जाता है। साथ ही, तरल की तुलना में ठोस जैव ईंधन विकसित करना देश के लिए अधिक लाभदायक है। अब व्लादिवोस्तोक में एक संयंत्र में उत्पादन किया जाता है।

परमाणु ऊर्जा स्टेशन

रूस परमाणु ऊर्जा का उपयोग करके बिजली का उत्पादन कर रहा है और इस दिशा में विकास जारी है। नए स्टेशन बनाए जा रहे हैं, निष्कर्षण के नए तरीके लागू किए जा रहे हैं। 2019 के आंकड़ों के अनुसार, रूस में 10 परमाणु ऊर्जा संयंत्र संचालित हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग करके बिजली उत्पादन क्षमता के मामले में रूसी संघ दुनिया में दूसरे स्थान पर है; पीपुल्स रिपब्लिक ऑफ चाइना ने इस उद्योग में चैंपियनशिप जीती है।

पवन ऊर्जा

पवन फार्म ऊर्जा पैदा करने का एक आशाजनक तरीका है, खासकर उन जगहों पर जहां हवा की दिशा स्थिर होती है।

ऐसी ऊर्जा प्राप्त करने की विधि प्राकृतिक वातावरण को प्रदूषित नहीं करती है। हालांकि, हवा की दिशा और ताकत की अनिश्चितता पर निर्भरता है। हालांकि चक्का और कई तरह की बैटरी लगाकर इस निर्भरता को आंशिक रूप से कम किया जा सकता है।

लेकिन पवन खेतों का निर्माण, रखरखाव और मरम्मत सस्ता नहीं है। इसके अलावा, उनका संचालन शोर के साथ होता है, पक्षियों और कीड़ों के साथ हस्तक्षेप करता है, और घूर्णन भागों के साथ रेडियो तरंगों को दर्शाता है।

डेटा केंद्रों के लिए वैकल्पिक ऊर्जा

डाटा सेंटर के मालिक बिजली के वैकल्पिक स्रोतों में तेजी से दिलचस्पी ले रहे हैं। यहां क्षमता वृद्धि की दर को बनाए रखने का एकमात्र तरीका डेटा केंद्रों को तैनात करने, बनाए रखने और ठंडा करने की लागत को काफी कम करना है। कई विकल्प हैं।

उदाहरण के लिए, सर्वर के संचालन के दौरान उत्पन्न गर्मी को अंतरिक्ष हीटिंग के लिए निर्देशित किया जा सकता है। इसलिए, 2015 में, यांडेक्स ने फ़िनलैंड के एक पूरे शहर को गर्म कर दिया। शहर को गर्मी की आपूर्ति करके, यांडेक्स अपनी बिजली की लागत के हिस्से की प्रतिपूर्ति करने में सक्षम था।

कूलिंग डेटा सेंटर आईटी कंपनियों के लिए सबसे अधिक खर्च करने वाली वस्तुओं में से एक है। औसतन, कूलिंग में ऊर्जा लागत का 45% हिस्सा होता है।

उपकरण शीतलन को बचाने का एक मूल तरीका "फ्रीकूलिंग" का उपयोग करना है। या, सीधे शब्दों में कहें, सर्वर को गली से हवा से ठंडा करने के लिए। रूस के लिए, जहां वर्ष के अधिकांश समय बाहर ठंड होती है, यह विशेष रूप से सच है।

डेटा सेंटर में हवा को ठंडा करने का दूसरा तरीका, जिससे आप बचत कर सकते हैं ऊर्जा लागत पर - रुद्धोष्म शीतलन की विधि। इस मामले में, तापमान कम करने के लिए पानी का छिड़काव किया जाता है। वाष्पित होने पर यह गर्मी लेता है और इतने सरल तरीके से हवा के तापमान को कम करता है।

किसी भी मामले में, प्रयोग करने से पहले, एक विस्तृत ऊर्जा लेखा परीक्षा करने की सलाह दी जाती है। इसके परिणाम ऊर्जा खपत की स्थिति का विश्लेषण करने और ऊर्जा संसाधनों को बचाने के अवसरों की पहचान करने की अनुमति देंगे।

हमें वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की आवश्यकता क्यों है

जब ऊर्जा के संपूर्ण स्रोत (जीवाश्म ईंधन) समाप्त हो जाएंगे, तो मानवता को एईएस (वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत) पर स्विच करना होगा। 2017 तक, रूस में उत्पन्न बिजली का 35% कार्बन मुक्त तरीके से - परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और पनबिजली संयंत्रों में उत्पादित किया गया था।

पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों का उपयोग निम्नलिखित कारणों से समस्याग्रस्त है:

• टीपीपी ईंधन का उपयोग करता है जो निकट भविष्य में समाप्त हो जाएगा। सबसे खराब अनुमानों के अनुसार, यह 30 वर्षों में होगा;
• जीवाश्म ईंधन की लागत बढ़ रही है, इसलिए बिजली की कीमत बढ़ रही है;
• बिजली उत्पादन उत्पाद पर्यावरण को प्रदूषित करते हैं;
• स्टेशनों द्वारा उत्पन्न गर्मी ग्लोबल वार्मिंग का कारण बनती है।

मानवता के पास एक ही रास्ता है - एआईई में संक्रमण।

ईबब और प्रवाह ऊर्जा

ज्वारीय ऊर्जा का बिजली में रूपांतरण दो तरह से ज्वारीय बिजली संयंत्रों में किया जाता है:

1. पहली विधि, ऊर्जा रूपांतरण के सिद्धांत के अनुसार, एक विद्युत जनरेटर से जुड़े टरबाइन को घुमाकर एक जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र में ऊर्जा के रूपांतरण के समान है;
2. दूसरी विधि जल संचलन की ऊर्जा का उपयोग करती है; यह विधि उच्च और निम्न ज्वार के दौरान जल स्तर में अंतर पर आधारित है।

गुण

• सौर ऊर्जा एक नवीकरणीय संसाधन है। जब तक सूर्य रहेगा तब तक उसकी ऊर्जा पृथ्वी तक पहुंचेगी।
• सौर ऊर्जा उत्पादन से जल या वायु प्रदूषण नहीं होता है क्योंकि ईंधन जलाने से कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं होती है।
• हीटिंग और लाइटिंग जैसे व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए सौर ऊर्जा का बहुत कुशलता से उपयोग किया जा सकता है।
• सौर ऊर्जा के लाभ अक्सर दुनिया भर में स्विमिंग पूल, रिसॉर्ट और पानी की टंकियों को गर्म करने के लिए देखे जाते हैं।

विपक्ष

• अगर सूर्य चमक नहीं रहा है तो सौर ऊर्जा ऊर्जा का उत्पादन नहीं करती है। रात और बादल के दिन उत्पादित ऊर्जा की मात्रा को गंभीर रूप से सीमित कर देते हैं।
• सौर ऊर्जा संयंत्र बनाना बहुत महंगा हो सकता है।

अक्षय ऊर्जा के मुख्य प्रकार

सूर्य की ऊर्जा

सौर ऊर्जा को ऊर्जा का प्रमुख और पर्यावरण के अनुकूल स्रोत माना जाता है। आज तक, थर्मोडायनामिक और फोटोइलेक्ट्रिक विधियों को विकसित किया गया है और बिजली उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है। संचालन की अवधारणा और नैनोएनेटेनस की संभावनाओं की पुष्टि की गई है। सूर्य, पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा का एक अटूट स्रोत होने के कारण, मानव जाति की आवश्यकताओं को अच्छी तरह से पूरा कर सकता है।

पवन ऊर्जा

पवन ऊर्जा का उपयोग लोगों द्वारा लंबे समय से और पवन चक्कियों द्वारा सफलतापूर्वक किया जाता रहा है। वैज्ञानिक नए विकसित कर रहे हैं और मौजूदा पवन खेतों में सुधार कर रहे हैं। लागत कम करना और पवन चक्कियों की दक्षता बढ़ाना। वे तटों पर और निरंतर हवाओं वाले क्षेत्रों में विशेष प्रासंगिकता रखते हैं। वायु द्रव्यमान की गतिज ऊर्जा को सस्ती विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करके, पवन फार्म पहले से ही अलग-अलग देशों की ऊर्जा प्रणाली में महत्वपूर्ण योगदान दे रहे हैं।

भू - तापीय ऊर्जा

भूतापीय ऊर्जा स्रोत एक अटूट स्रोत का उपयोग करते हैं - पृथ्वी की आंतरिक गर्मी। ऐसी कई कार्य योजनाएँ हैं जो प्रक्रिया के सार को नहीं बदलती हैं। प्राकृतिक भाप को गैसों से साफ किया जाता है और टर्बाइनों में डाला जाता है जो विद्युत जनरेटर को घुमाते हैं। इसी तरह के प्रतिष्ठान पूरी दुनिया में काम करते हैं। भूतापीय स्रोत बिजली प्रदान करते हैं, पूरे शहरों को गर्म करते हैं और सड़कों को रोशन करते हैं। लेकिन भूतापीय ऊर्जा की शक्ति का बहुत कम उपयोग किया जाता है, और उत्पादन प्रौद्योगिकियों की दक्षता कम होती है।

ज्वारीय और तरंग ऊर्जा

ज्वारीय और तरंग ऊर्जा जल द्रव्यमान की गति की संभावित ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की एक तेजी से विकसित होने वाली विधि है। उच्च ऊर्जा रूपांतरण दर के साथ, प्रौद्योगिकी में काफी संभावनाएं हैं। सच है, इसका उपयोग केवल महासागरों और समुद्रों के तटों पर किया जा सकता है।

बायोमास ऊर्जा

बायोमास अपघटन की प्रक्रिया से मीथेन युक्त गैस निकलती है। शुद्ध, इसका उपयोग बिजली, अंतरिक्ष हीटिंग और अन्य घरेलू जरूरतों को उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। ऐसे छोटे उद्यम हैं जो अपनी ऊर्जा जरूरतों को पूरी तरह से पूरा करते हैं।

विद्युत चुम्बकीय सौर विकिरण की ऊर्जा

इसका उपयोग बिजली और गर्मी दोनों उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। सौर विकिरण का विद्युत ऊर्जा में प्रत्यक्ष रूपांतरण फोटोवोल्टिक पैनलों पर आंतरिक फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की घटना के कारण प्रत्यक्ष रूपांतरण के माध्यम से और अप्रत्यक्ष रूप से थर्मोडायनामिक विधियों (उच्च दबाव के साथ भाप प्राप्त करना) का उपयोग करके किया जाता है।

सौर ऊर्जा संयंत्र

रसीद से तापीय ऊर्जा इस ऊर्जा को अवशोषित करके और विशेष संग्राहकों द्वारा और "सौर वास्तुकला" की तकनीकों का उपयोग करके, सतह और शीतलक को और गर्म करके सौर का उत्पादन किया जाता है।

के लिए सेटिंग्स का सेट सौर ऊर्जा का रूपांतरण सौर है बिजली संयंत्र।

पेशेवरों

पवन ऊर्जा प्रदूषण उत्पन्न नहीं करती है जो पर्यावरण को प्रदूषित कर सकती है। चूंकि कोई रासायनिक प्रक्रिया नहीं होती है, जैसे कि जीवाश्म ईंधन को जलाते समय, कोई हानिकारक उपोत्पाद नहीं बचा होता है।

• चूंकि पवन उत्पादन एक अक्षय ऊर्जा स्रोत है, हम इसे कभी खत्म नहीं करेंगे।
• पवन टर्बाइनों के कब्जे वाली भूमि पर कृषि और चराई अभी भी हो सकती है, जो जैव ईंधन के उत्पादन में मदद कर सकती है।
• पवन खेतों को अपतटीय बनाया जा सकता है।

सौर संग्राहकों का उपकरण और उपयोग

एक आदिम सौर संग्राहक एक काली धातु की प्लेट होती है जिसे पारदर्शी तरल की एक पतली परत के नीचे रखा जाता है। जैसा कि आप एक स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम से जानते हैं, अंधेरे वस्तुएं प्रकाश की तुलना में अधिक गर्म होती हैं। यह द्रव एक पंप की सहायता से चलता है, प्लेट को ठंडा करता है और उसी समय गर्म भी करता है। हीटेड लिक्विड सर्किट को से जुड़े टैंक में रखा जा सकता है ठंडे पानी का स्रोत. टैंक में पानी गर्म करके कलेक्टर से तरल ठंडा किया जाता है। और फिर वापस आ जाता है। इस प्रकार, यह ऊर्जा प्रणाली आपको गर्म पानी का एक निरंतर स्रोत प्राप्त करने की अनुमति देती है, और सर्दियों में भी गर्म रेडिएटर।

तीन प्रकार के संग्राहक होते हैं जो डिवाइस में भिन्न होते हैं

आज तक, ऐसे 3 प्रकार के उपकरण हैं:

• वायु;
• ट्यूबलर;
• समतल।

हवा

वायु संग्राहक में गहरे रंग की प्लेटें होती हैं।

वायु संग्राहक कांच या पारदर्शी प्लास्टिक से ढकी काली प्लेट हैं। इन प्लेटों के चारों ओर हवा स्वाभाविक रूप से या जबरदस्ती घूमती है। गर्म हवा का उपयोग घर में कमरे गर्म करने या कपड़े सुखाने के लिए किया जाता है।

लाभ डिजाइन की अत्यधिक सादगी और कम लागत है। एकमात्र दोष मजबूर वायु परिसंचरण का उपयोग है। लेकिन आप इसके बिना कर सकते हैं।

ट्यूबलर

ऐसे कलेक्टर का लाभ सादगी और विश्वसनीयता है।

ट्यूबलर कलेक्टर एक पंक्ति में कई ग्लास ट्यूबों की तरह दिखते हैं, जो एक प्रकाश-अवशोषित सामग्री के साथ अंदर से लेपित होते हैं।वे एक सामान्य संग्राहक से जुड़े होते हैं और द्रव उनके माध्यम से प्रसारित होता है। ऐसे संग्राहकों के पास प्राप्त ऊर्जा को स्थानांतरित करने के 2 तरीके हैं: प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष। पहली विधि का उपयोग सर्दियों में किया जाता है। दूसरे का उपयोग पूरे वर्ष किया जाता है। वैक्यूम ट्यूबों का उपयोग करने में भिन्नता होती है: एक को दूसरे में डाला जाता है और उनके बीच एक वैक्यूम बनाया जाता है।

यह उन्हें पर्यावरण से अलग करता है और परिणामी गर्मी को बेहतर ढंग से बरकरार रखता है। फायदे सादगी और विश्वसनीयता हैं। नुकसान में स्थापना की उच्च लागत शामिल है।

समतल

संग्राहकों को अधिक कुशलता से काम करने के लिए, इंजीनियरों ने सांद्रक के उपयोग का प्रस्ताव दिया है।

फ्लैट-प्लेट कलेक्टर सबसे आम प्रकार है। यह वह था जिसने इन उपकरणों के संचालन के सिद्धांत को समझाने के लिए एक उदाहरण के रूप में कार्य किया। इस किस्म का लाभ दूसरों की तुलना में सादगी और सस्तापन है। नुकसान अन्य उपप्रकारों की तुलना में गर्मी का एक महत्वपूर्ण नुकसान नहीं है।

पहले से मौजूद सौर प्रणालियों में सुधार के लिए, इंजीनियरों ने एक प्रकार के दर्पणों का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा, जिन्हें सांद्रक कहा जाता है। वे आपको पानी के तापमान को मानक 120 से 200 C ° तक बढ़ाने की अनुमति देते हैं। संग्राहकों की इस उप-प्रजाति को एकाग्रता कहा जाता है। यह निष्पादन के लिए सबसे महंगे विकल्पों में से एक है, जो निस्संदेह एक नुकसान है।

चौथा स्थान। ज्वार और लहर बिजली संयंत्र

पारंपरिक पनबिजली संयंत्र निम्नलिखित सिद्धांत के अनुसार काम करते हैं:

1. टर्बाइनों को पानी के दबाव की आपूर्ति की जाती है।
2. टर्बाइन घूमने लगते हैं।
3. रोटेशन बिजली उत्पन्न करने वाले जनरेटर को प्रेषित किया जाता है।

हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन का निर्माण थर्मल पावर स्टेशन की तुलना में अधिक महंगा है और केवल जल ऊर्जा के बड़े भंडार वाले स्थानों में ही संभव है। लेकिन मुख्य समस्या बांधों के निर्माण की आवश्यकता के कारण पारिस्थितिक तंत्र को नुकसान है।

ज्वारीय बिजली संयंत्र एक समान सिद्धांत पर काम करते हैं, लेकिन ज्वार की शक्ति का उपयोग ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए करते हैं।

"जल" प्रकार की वैकल्पिक ऊर्जा में तरंग ऊर्जा जैसी दिलचस्प दिशा शामिल होती है। इसका सार समुद्र की लहर ऊर्जा के उपयोग के माध्यम से बिजली उत्पादन के लिए उबलता है, जो ज्वार की तुलना में बहुत अधिक है। आज का सबसे शक्तिशाली वेव पावर प्लांट पेलामिस पी-750 है, जो 2.25 मेगावाट विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है।

लहरों पर झूलते हुए, ये विशाल संवहनी ("सांप") झुकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप हाइड्रोलिक पिस्टन अंदर जाने लगते हैं। वे हाइड्रोलिक मोटर्स के माध्यम से तेल पंप करते हैं, जो बदले में विद्युत जनरेटर बनाते हैं। परिणामी बिजली को एक केबल के माध्यम से किनारे तक पहुँचाया जाता है जो नीचे की तरफ रखी जाती है। भविष्य में कन्वेक्टरों की संख्या कई गुना बढ़ जाएगी और स्टेशन 21 मेगावाट तक उत्पादन कर सकेगा।

पवन ऊर्जा के उपयोग का इतिहास

किसी व्यक्ति के आर्थिक मुद्दों को हल करने के लिए पवन ऊर्जा का उपयोग कब शुरू हुआ, यह ठीक-ठीक कहना असंभव है। पवन चक्कियों को प्राचीन मिस्र के समय से जाना जाता है। प्राचीन चीन में, पवन चक्कियों का उपयोग चावल के खेतों से पानी निकालने के लिए किया जाता था। नौवहन के लिए एक पाल का उपयोग प्राचीन बाबुल के समय से भी पहले से जाना जाता है, और यह केवल लिखित प्रमाण है।

उन दिनों यूरोप जंगली जनजातियों का समूह था। सभ्यता के चिन्हों के प्रकट होने के साथ-साथ यहाँ पवन चक्कियाँ, जलयान भी दिखाई दिए। लेकिन लंबे समय तक हवा का इस्तेमाल वहीं खत्म हो गया। बहुत अस्थिर, अप्रत्याशित स्रोत, फ़ॉलबैक विकल्प के बिना उस पर भरोसा करना असंभव था।

उत्पादन के विकास के साथ, कुओं से पानी उठाने के लिए पहला पंप दिखाई दिया।उसी समय, पवन चक्कियों का उपयोग उनके लिए एक अभियान के रूप में शुरू हुआ। ऐसे उपकरण आज भी कार्य करते हैं, वे सरल, विश्वसनीय और संचालन में बिना मांग वाले हैं।

घूर्णी गति को बिजली - जनरेटर में परिवर्तित करने के लिए उपकरणों के आगमन के साथ पवन जनरेटर दिखाई देने लगे। 20वीं शताब्दी में पवन टरबाइन तेजी से विकसित हुए, हालांकि युद्ध ने यूरोप में कई परियोजनाओं को रोक दिया।

आज, पवन खेतों के उपयोग में अग्रणी संयुक्त राज्य अमेरिका और चीन हैं। यूरोप में बड़ी संख्या में स्टेशन उपलब्ध हैं, वे पश्चिमी तट पर केंद्रित हैं। डेनमार्क में सबसे अधिक, जो काफी समझ में आता है - इस देश में कोई अन्य स्रोत नहीं हैं।

एचपीपी की उच्च दक्षता, अधिकांश क्षेत्रों में तेज और स्थिर हवाओं की अनुपस्थिति ने पवन ऊर्जा में रुचि कम कर दी है। इसके अलावा, उस समय मौजूद उपकरणों में उच्च उत्पादकता नहीं थी, जिससे पर्याप्त ऊर्जा का उत्पादन संभव नहीं था। गैसोलीन या डीजल जनरेटर का उपयोग करके समस्या का समाधान किया गया, जो अधिक विश्वसनीय और सही समय पर वांछित परिणाम देने के लिए तैयार था।

आज पवन ऊर्जा में रुचि काफी बढ़ गई है। नए, अधिक कुशल विकास सामने आए हैं जो पर्याप्त संख्या में उपभोक्ताओं को प्रदान कर सकते हैं। इसके अलावा, मजबूत नियोडिमियम मैग्नेट हैं जो आपको धीमी घूर्णी गति से काम करने की क्षमता के साथ जनरेटर बनाने की अनुमति देते हैं, जिसने मौलिक रूप से स्थिति को बदल दिया और डिजाइनरों के बीच बहुत रुचि पैदा की।